Bài giảng Công nghệ vật liệu đại cương: Xi măng - Huỳnh Ngọc Minh
Biên soạn: Huỳnh Ngọc Minh
1
KHÁI NiỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
2
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Chất kết dính
Chaát keát dính (CKD) laø nhöõng chaát hoaëc hôïp chaát coù
khaû naêng töï raén chaéc, ñoäng thôøi lieân keát moät heä khaùc
(sôïi hoaëc haït) thaønh khoái vöõng chaéc.
Löïc töông taùc giöõa hai vaät lieäu ñeå chuùng keát dính vôùi
nhau coù theå laø:
Löïc cô hoïc (ma saùt),
Löïc hoùa hoïc (lieân keát do phaûn öùng hoùa hoïc),
Nhöõng lieân keát lyù hoïc ñaëc bieät khaùc (löïc haït phaân taùn, löïc Van-der
Van, löïc tónh ñieän, caûm öùng...).
Thoâng thöôøng, ñeå lieân keát beàn, phaûi coù nhieàu daïng
töông taùc cuøng taùc duïng.
3
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Phân loại chất kết dính vô cơ
Theo muïc ñích
söû duïng
Theo moâi tröôøng taïo
cöôøng ñoä
CKD trong khoâng khí: sau khi troän
vôùi nöôùc, coù khaû naêng ñoùng raén, taïo
cöôøng ñoä chæ trong moâi tröôøng
khoâng khí: voâi, thaïch cao, CKD
manhezi.
CKD xaây döïng
CKD kyõ thuaät: coù khaû naêng ñoùng raén
vaø phaùt trieån cöôøng ñoä trong nhöõng
ñieàu kieän kyõ thuaät ñaëc bieät (t0 cao,…):
thuûy tinh loûng, CKD photphat, , XM
chòu löûa.
CKD thuûy löïc: sau khi troän vôùi nöôùc coù theå
ñoùng raén trong moâi tröôøng khoâng khí vaø
tieáp tuïc ñoùng raén, taïo cöôøng ñoä trong moâi
tröôøng nöôùc: XMP, XM La Maõ, XM
puzoland, XM cao nhoâm.
4
XI MĂNG POÓC LĂNG (PORLAND)
1 May 2022
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG
5
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Xi măng Pooc lăng (Porland)
Xi maêng porland (PC: Porland cement), Xi maêng Porland hoãn
hôïp (PCB: Blended porland cement), Clinker laø gì?
Xi maêng Porland (PC: Porland cement)
laø boät voâ cô coù tính keát dính thuûy löïc, saûn phaåm nghieàn mòn cuûa
hoãn hôp clinker XMP vaø phuï gia thaïch cao (3-5% kl clinker)
PC = PC clinker + gypsum (3-5%)
Xi maêng hoãn hôïp (PCB: Blended porland cement)
laø saûn phaåm nghieàn mòn cuûa xi maêng Porland vaø nhöõng phuï gia
khaùc (phuï gia ñaày, phuï gia hoaït tính,...)
PCB = PC + aditivities ( 20 – 40%)
Clinker laø baùn thaønh phaåm trong quaù trình saûn xuaát XMP: coù
ñöôïc baèng caùch nung keát khoái hh nguyeân lieäu töï nhieân nhö ñaù
voâi, ñaát seùt quaëng saét ôû nhieät ñoä cao (14500C) sau ñoù laøm nguoäi
6
SƠ ĐỒ QTCN ĐƠN GiẢN
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Xi măng Pooc lăng (Porland)
Clinker
Coâng ngheä saûn xuaát xi maêng
ñöôïc chia laøm 2 giai ñoaïn chính:
Saûn xuaát clinker
XMP
Nghieàn troäân clinker vôùi thaïch cao (3-5%) vaø
caùc phuï gia thích hôïp khaùc ñeå taïo thaønh xi
maêng.
1 May 2022
8
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Clinker XMP: thành phần hóa
Ñeå ñaûm baûo tính chaát caàn
CaO: 62 – 67%,
thieát cuûa XM, caùc oâxít
SiO2: 20 – 24%,
Al2O3: 4 – 7%,
Fe2O3: 2 – 5%.
taïp chaát phaûi naèm trong
giôùi haïn cho pheùp, ví duï:
MgO 5% ,
Do nguyeân lieäu duøng trong
coâng ngheä XMP laø nhöõng
nguyeân lieäu töï nhieân, neân
trong thaønh phaàn clinker luoân
coù nhöõng taïp chaát.
TiO2 0,3 %,
Mn2O3 1,5 %,
R2O 1,5 % (tính theo
Na2O).
SO3:0,1 – 1,5%
P2O5: 0 – 1,5%
1 May 2022
9
9
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Clinker XMP: thành phần pha
Tính chaát cuûa clinker vaø XMP do thaønh phaàn pha
(caùc loaïi khoaùng vaø pha thuûy tinh) cuûa chuùng
quyeát ñònh:
C3S: 40 – 60% (khoaùng alít: 3CaO.SiO2),
C2S: 15 – 35% ( khoaùng belít: 2CaO.SiO2),
C3A: 4 – 14% ( tri-canxi aluminaùt: 3CaO.Al2O3),
C4AF: 10 – 18% (alumo-ferít canxi: 4CaO.Al2O3.Fe2O3).
Ngoaøi ra coøn pha thuûy tinh (15-25%), caùc oâxyt töï do chöa
phản ứng heát vaø caùc khoaùng khaùc.
1 May 2022
10
10
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
tính chất các pha
Alite (40-60%) laø dung dòch raén khoaùng goác laø C3S
Khoaùng chính taïo cöôøng ñoä cuûa XMP.
C3S ñoùng raén nhanh, toûa nhieàu nhieät.
Belite laø dung dòch raén khoaùng goác laø C2S
Daïng thuø hình caàn thieát trong clinker XMP laø -C2S (15 –
35%) coù tính keát dính, phaùt trieån cöôøng ñoä chaäm ôû giai ñoaïn
ñaàu, nhöng sau ñoù cho cöôøng ñoä khaù cao.
-C2S toûa ít nhieät khi ñoùng raén. Trong kyõ thuaät saûn xuaát
clinker XMP caàn laøm nguoäi clinker raát nhanh ôû khoaûng
6750C, nhaèm traùnh söï bieán ñoåi -C2S thaønh - C2S, laø
khoaùng khoâng coù tính keát dính.
1 May 2022
11
11
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
tính chất các pha
Tri-canxi aluminaùt C3A (4-14%)
Đoùng raén nhanh, toûa nhieàu nhieät, khoâng beàn trong moâi
tröôøng xaâm thöïc.
Duøng phuï gia thaïch cao CaSO4.2H2O ñeå haïn cheá toác ñoä
ñoùng raén cuûa C3A.
Alumo-ferít canxi C4AF (10 – 18%):
deã hoøa tan trong nöôùc, ít toûa nhieät.
Ñoùng raén nhanh taïo cöôøng ñoä ban ñaàu nhanh, nhöng sau ñoù cöôøng
ñoä khoâng cao, chòu aên moøn toát.
1 May 2022
12
12
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
tính chất các pha
Pha thuûy tinh trong clinker (15–25%):
pha loûng caàn thieát ñeå nung luyeän clinker (clinker keát khoái toát, taïo
ñieàu kieän hình thaønh khoaùng C3S).
Khi laøm nguoäi nhanh, pha loûng seõ chuyeån thaønh pha thuûy tinh trong
clinker. Nhôø veát nöùt teá vi trong pha thuûy tinh, clinker deã nghieàn hôn,
hoaït tính pha thuûy tinh raát cao, deã hydraùt hoùa.
Ngoaøi ra, trong clinker XMP coøn nhöõng khoaùng khaùc
vaø moät löôïng oâxít töï do, chöa phaûn öùng heát trong quaù
trình nung luyeän. Trong soá ñoù, khoâng mong muoán nhaát
laø CaO (khoáng cheá 1 – 2%) vaø MgO töï do, caøng ít
caøng toát (beù hôn 4 – 6%, tuøy tieâu chuaån moãi quoác gia).
1 May 2022
13
13
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
tính chất các pha
1 May 2022
14
14
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ XI MĂNG
Các thông số kỹ thuật của XMP
1. Khaû naêng ñoùng raén
2. Maùc xi maêng
3. Khoái löôïng theå tích
4. Khoái löôïng rieâng
5. Ñoä mòn boät xi maêng
6. Löôïng chaát maát khi
nung (MKN)
7. Ñoä oån ñònh theå tích
8. Löôïng nöôùc tieâu chuaån
9. Löôïng voâi (CaO) töï do
vaø MgO töï do
10. Nhieät toûa ra khi ñoùng
raén
11. Ñoä beàn hoùa
12. Thôøi gian baûo quaûn, söû
duïng
1 May 2022
16
16
XM PCB
Phöông
Teân chæ tieâu
phaùp thöû
TCVN
PCB 30
PCB 40
TCVN
6260:1997
2- Tính
1- Ñoä oån ñònh theå tích xaùc ñònh
6017-1995
theo
phöông
phaùp
Le
10,0
10,0
ISO9397-
1989
chaát cô lyù
Chartelier, (mm)
2- Giôùi haïn beàn neùn (N/mm2),
min
TCVN
6016-1995
16,0
30,0
18,0
40,0
- Sau 3 ngaøy ñeâm
ISO 679-
1989
- Sau 28 ngaøy ñeâm
3- Ñoä nghieàn mòn
TCVN
- Beà maët rieâng xaùc ñònh theo
phöông phaùp Blain (cm2/g)
2700
12
2700
12
4030-85
- Löôïng soùt saøng 0,08 mm (%)
4- Thôøi gian ñoâng keát
TCVN
- Baét ñaàu khoâng sôùm hôn (
phuùt )
6017-1995
45
ISO9397-
1989
- Keát thuùc, khoâng muoän hôn (
phuùt )
375
TCVN37
5- Laáy maãu vaø chuaån bò maãu
TCVN 6260:1997
1- Thaønh phaàn khoaùng, hoùa
Möùc (%)
Phöông phaùp
thöû
Teân chæ tieâu
PCB 30
PCB 40
1- Toång haøm löôïng phuï gia hoaït tính, ñaày,
coâng ngheä (% khoái löôïng)
40
40
Trong ñoù:
20,0
1,0
29,0
1,0
- Haøm löôïng phuï gia ñaày
TCVN 141:86
- Haøm löôïng phuï gia coâng ngheä
2- Haøm löôïng MgO (%)
5,0
3,5
5,0
3,5
3- Haøm löôïng SO3 (%)
38
QTCNSX XMP
Các phương pháp sản xuất XMP
Theo nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa loø nung:
Xi maêng loø ñöùng
Xi maêng loø quay
Theo ñoä aåm cuûa phoái lieäu khi ñöa vaøo loø nung: 4 pp:
Phöông phaùp khoâ (0,5-1%: khoâ)
Phöông phaùp baùn khoâ (10-12%).
Phöông phaùp baùn öôùt (16-21%).
Phöông phaùp öôùt (28-43%: buøn).
ÔÛ VN:
Phöông phaùp khoâ (< 1%)
Phöông phaùp baùn khoâ (12 – 18%: daïng vieân).
1 May 2022
40
40
Phöông phaùp öôùt (18 – 45%: daïng buøn past)
QTCNSX XMP
Pp bán khô lò đứng
Phoái lieäu vaøo loø ñöôïc veâ thaønh vieân (1020mm) vôùi ñoä aåm
1216% cho vaøo nung trong loø ñöùng.
Nhieân lieäu than cuõng ñöôïc taïo vieân (25mm), ñoå chung laãn vaøo
vieân phoái lieäu. Toát nhaát laø duøng than coác hoaëc than antraxit (ít
tro, ít chaát boác taïo löûa ngaén). Than chaùy truyeàn nhieät gaàn nhö
tröïc tieáp cho vieân phoái lieäu, vì vaäy, hieäu suaát nhieät raát cao.
Ñeå traùnh pha loûng taïo thaønh quaù nhieàu aûnh höôûng khoâng toát tôùi
söï thoâng gioù, haïi töôøng loø, phoái lieäu XMP theo phöông phaùp
baùn khoâ coù modul silic cao, modul nhoâm MA = 1,51,7, heä soá
baõo hoøa voâi töông ñoái thaáp (KH = 0,860,88).
41
QTCNSX XMP
Pp bán khô lò đứng
Nhöôïc ñieåm:
Chaát löôïng clinker thaáp,
keùm oån ñònh, naêng suaát
thaáp, oâ nhieãm moâi tröôøng.
Öu ñieåm:
Voán ñaàu tö thaáp, deã thay
ñoåi coâng ngheä, deã thay ñoåi
chuûng loaïi saûn phaåm.
ÔÛ Vieät Nam, XM loø ñöùng
cuûa caùc ñòa phöông cho saûn
löôïng khoaûng 2,5 – 3 trieäu
taán XMP/naêm seõ khoâng
ñöôïc ñaàu tö tieáp tuïc.
42
Tải về để xem bản đầy đủ
136 trang
22680
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Công nghệ vật liệu đại cương: Xi măng - Huỳnh Ngọc Minh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_cong_nghe_vat_lieu_dai_cuong_xi_mang_huynh_ngoc_mi.ppt
